高级计算机系统结构部分知识点整理

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计算机系统结构 复习笔记

计算机系统结构 复习笔记

第一章概论本章重点:计算机系统的层次结构、计算机系统结构的定义、计算机系统的设计思路、系统结构并行性开发的方法和计算机系统的分类。

本章难点:透明性分析。

复习建议:本章在历年考试中,为必考的章节,但一般考察基本概念和基本知识;从题型来讲主要为单项选择题和填空题。

建议学员在复习时注意基本概念的理解和掌握。

第一节计算机系统的多级层次结构一、计算机系统的层次(1)从使用语言的角度,计算机系统可以被看成是按功能划分的多层机器级所组成的层次结构。

层次结构由高到低依次为应用语言机器级、高级语言机器级、汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器语言机器级和微程序机器级,如图所示。

(2)对各级机器级的理解对每一级编程的程序员来说,只要熟悉和遵守该级语言的使用规定,所编写的程序就能在此机器上运行并得到结果,而不用考虑该机器级是如何实现的。

机器:能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构的集合体。

(3)各级机器的实现技术各级机器的实现主要采用翻译或解释技术来实现,或者两者结合。

多级机器构成的层次结构推动了计算机系统结构的发展。

第二节计算机系统结构、计算机组成和计算机实现一、计算机系统结构的定义★系统结构是对计算机系统中的各级界面的定义及其上下的功能分配。

在多级的层级结构中,每层每级都有自己的系统结构。

不同机器级的程序员所看到的计算机属性是不同的,这就是计算机系统不同层次的体现。

系统结构就是要研究对于某级,哪些属性应透明,哪些不应透明。

透明,即如果客观存在的事物或属性从某个角度看不到,则称对它是透明的。

★计算机系统结构也称为计算机系统的体系结构(Computer Architecture),它指的是层次结构中传统机器级的系统结构,其界面之上的功能包括操作系统级、汇编语言级、高级语言级和应用语言级中所有软件的功能。

界面之下的功能包括所有硬件和固件的功能。

计算机系统结构是软件和硬件的交界面。

就目前的通用机来说,计算机系统结构的属性应包括:★l 硬件能直接识别和处理的数据类型和格式等的数据表示;l 最小可寻址单位、寻址种类、地址计算等的寻址方式;l 通用/专用寄存器的设置、数量、字长、使用约定等的寄存器组织;l 二进制或汇编级指令的操作类型、格式、排序方式、控制机构等的指令系统;l 主存的最小编址单位、编址方式、容量、最大可编址空间等的存贮系统组织;l 中断的分类与分级、中断处理程序功能及入口地址等的中断机构;l 系统机器级的管态和用户态的定义和切换;l 输入输出设备的连接、使用方式、流量、操作结束、出错指示等的机器级I/O结构;l 系统各部分的信息保护方式和保护机构;【例题】下列对应用程序员不透明的是( )(2012年单选题)A.标志符数据表示中的标志符B.输入输出系统硬件的功能C.虚拟地址到主存实地址的变换D.“执行”指令【答案】B【解析】对应用程序员来说只需要知道输入输出系统硬件的功能,就能进行应用系统的开发,而标志符、虚地址与实地址如何变换、“执行”指令均属于底层机器级所要确定的问题,对其是透明的。

知识点归纳 计算机架构中的处理器与存储器层次结构

知识点归纳 计算机架构中的处理器与存储器层次结构

知识点归纳计算机架构中的处理器与存储器层次结构计算机架构中的处理器与存储器层次结构计算机架构是指计算机系统中使用的各种硬件和软件资源的组织方式和连接方式。

处理器和存储器是计算机架构中最核心的两个组成部分。

在计算机系统中,处理器负责执行指令和处理数据,而存储器则用于存储程序和数据。

在处理器与存储器之间,存在着层次结构,其中各个层次的存储器具有不同的特点和访问速度。

一、计算机架构中的处理器层次结构在计算机架构中,处理器的多层次结构的设计是为了提高计算机的运行效率和性能。

常见的处理器层次结构包括以下几个层次:1. 控制器层:控制器层是处理器层次结构中的最顶层,它负责接收和解析指令,并向其他层次传递指令和控制信号。

控制器层通常由控制单元和时钟电路组成。

2. 算术逻辑单元(ALU):ALU是处理器层次结构中的核心部件,它负责执行算术和逻辑运算。

ALU可以执行加法、减法、乘法、除法等算术运算,同时也可以执行逻辑运算,如与、或、非等运算。

3. 寄存器层:寄存器层是处理器层次结构中与ALU紧密结合的部分,它用于存储指令和数据。

寄存器层的存储容量较小,但访问速度非常快,可以直接与ALU进行数据交换,提高计算效率。

4. 缓存层:缓存层是处理器层次结构中位于主存和寄存器之间的一层,用于缓存最常用的指令和数据。

由于缓存的读写速度比主存快得多,可以减少对主存的访问次数,从而提高计算效率。

5. 总线层:总线层是处理器层次结构中用于传输数据和控制信号的通道。

它负责将指令、数据和控制信号从寄存器、缓存等部件传输到其他组件,如主存、外部设备等。

二、计算机架构中的存储器层次结构存储器层次结构是指计算机系统中各层次存储器的组织方式和访问特点。

常见的存储器层次结构包括以下几个层次:1. 寄存器层:寄存器层是存储器层次结构中最接近处理器的一层,它用于存储指令和数据。

寄存器层的存储容量非常有限,但读写速度非常快,通常用于存储当前执行的指令和相关数据。

软考高级系统架构师知识点

软考高级系统架构师知识点

软考高级系统架构师知识点一、知识概述《软考高级系统架构师知识点》①基本定义:软考高级系统架构师是一个针对计算机系统架构相关知识和技能的高级别认证考试涉及的知识点。

简单说就是关于怎么把一个计算机系统,像建大楼似的规划好、设计好,从硬件到软件,各个部分怎么搭配让系统性能优秀、可靠、安全等方面的知识。

②重要程度:在计算机领域尤其是涉及大型系统开发和架构设计方面那可是相当重要的。

就好比建高架桥得有专业设计师设计好结构一样,大型软件系统也需要架构师设计好系统结构。

这能让企业的软件项目顺利进行,节约成本避免走弯路。

③前置知识:像编程语言(如Java、C++等),操作系统基础(懂得Windows、Linux这些系统的常规操作原理等),数据库基础(知道怎么创建、管理数据库等)这些都得先掌握些。

④应用价值:实际应用场景可多了去了。

像电商公司开发大型购物平台,社交软件公司搭建聊天应用,都需要系统架构师来设计系统框架才能应对高并发、海量数据存储这些问题。

二、知识体系①知识图谱:这个知识点在软考体系里处于高级水平的重要位置,涵盖从系统需求分析开始,到架构设计,再到最后的架构评估优化这么一个整体流程相关的知识。

②关联知识:它和软件工程知识联系密切,因为软件从开发到部署都要在设计好的架构里进行。

还有计算机网络知识,架构师得考虑分布式系统架构下网络传输等问题。

③重难点分析:掌握难度比较大。

一方面理论知识多而且抽象,像架构风格这些。

另一方面还得有实际项目经验。

关键点在于把理论结合实际项目。

④考点分析:在考试中占很大比例。

考查方式可能有选择题分析概念,简答题阐述架构设计思路,还有可能给个案例让你去分析架构的优劣并改进。

三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:核心概念有比如架构风格,简单说就是系统架构像盖房子的风格有欧式、中式那样,有分层架构、事件驱动架构等不同风格,就是组织系统各部分的一种方式。

②特征分析:以分层架构为例,它的主要特点就是把系统按不同功能分层,像表现层、业务逻辑层、数据访问层。

Computer Architecture计算机系统结构 知识点详解

Computer Architecture计算机系统结构 知识点详解

Computer Architecture计算机系统结构1. Fundamentals of Computer Architecture 计算机系统结构的基本原理1.1 Layers of Computer System计算机的层次Application Language Machine M5 应用语言机High-Level Language Machine M4 高级语言机Assembly Language Machine M3 汇编语言机Operating System Machine M2 操作系统机Conventional Machine M1 传统机Microprogram Machine M0 微程序机1. 每个层次执行相关的功能子集。

2. 每个层次要依赖于下一个低层去执行更原始的功能。

3. 这就将问题分解成更易处理的子问题。

4. 从M2到M5的层次是虚拟机。

5. 在传统机上的指令(算数、逻辑等)由微程序级的程序实现。

该程序是作为一个解释器,能理解一组简单的操作集合,称为微指令集。

1.2 Computer Architecture and Implementation计算机的系统结构和实现➢Computer Architecture 计算机系统结构Refers to those attributes of a system visible to a programmer, or those attributes have direct impact on logical execution of program.程序员可见,或者对程序执行有直接影响的属性➢Implementation 实现Two components: Organization and hardware. 两个组件:组织和硬件1. Organization(组织): includes high-level aspects of a computer’s design, such as: memory system, bus structure, internal CPU. 组织(组织):包括高级方面的计算机的设计,如:内存系统,总线结构、内部CPU。

知识点归纳 计算机架构中的指令集与存储器层次结构

知识点归纳 计算机架构中的指令集与存储器层次结构

知识点归纳计算机架构中的指令集与存储器层次结构计算机架构中的指令集与存储器层次结构计算机架构是计算机系统的基本组成和工作原理的体系结构,它包括指令集和存储器层次结构。

指令集是计算机的机器指令集合,用于操作和控制计算机硬件;而存储器层次结构则是计算机系统中处理器和主存之间的一系列存储器层级,用于加快数据访问速度和提高系统性能。

本文将对计算机架构中的指令集与存储器层次结构进行归纳总结。

一、指令集1.1 CISC指令集体系结构CISC(Complex Instruction Set Computer)指令集体系结构为每个操作提供了丰富的指令集,具有指令编码短、程序紧凑的特点。

CISC计算机的指令集设计考虑了高级语言并提供了高级指令,但指令复杂度高,执行速度较慢。

1.2 RISC指令集体系结构RISC(Reduced Instruction Set Computer)指令集体系结构精简了指令集,每个操作都由一条简单、固定长度的指令来实现。

RISC计算机的指令集设计追求指令的简洁性和执行速度,但需要编译器对指令进行优化,使得程序执行更加高效。

1.3 x86指令集x86指令集是当前主流的个人计算机指令集,其结构可以看作是CISC和RISC的混合形式。

x86指令集保留了一部分CISC指令,同时加入了一些RISC特性,以提高指令执行的效率。

二、存储器层次结构2.1 高速缓存(Cache)高速缓存是存储器层次结构中最接近处理器的一级缓存,用于存放处理器频繁访问的数据和指令。

高速缓存分为L1缓存和L2缓存,其中L1缓存位于处理器内部,速度最快,容量较小;L2缓存位于处理器外部,速度较慢,容量较大。

2.2 主存(Main Memory)主存是计算机中用于存储程序和数据的主要存储器,也是计算机存储器层次结构中相对较慢的部分。

主存的存取速度相对较慢,但容量较大。

2.3 辅助存储器辅助存储器用于存储程序和数据的永久性存储,通常采用磁盘、固态硬盘或者磁带等形式。

高一计算机必学知识点归纳

高一计算机必学知识点归纳

高一计算机必学知识点归纳计算机科学与技术是现代社会不可或缺的一部分,作为高中学生,了解一些计算机的基础知识将对我们未来的学习和工作产生积极的影响。

在高一阶段,我们需要学习一些计算机的必备知识点,本文将对这些知识点进行归纳总结。

一、计算机的基本概念计算机是一种能够根据程序运行并处理数据的智能设备。

了解计算机的基本概念对于我们深入学习计算机科学十分重要。

基本概念包括计算机的硬件和软件构成、二进制系统、计算机的工作原理等。

1. 计算机的硬件构成计算机的硬件主要由中央处理器(CPU)、内存、硬盘、显示器等组成。

掌握这些硬件的基本功能和作用有助于我们理解计算机的工作过程。

2. 计算机的软件构成计算机的软件包括系统软件和应用软件。

系统软件是计算机的基础软件,如操作系统;而应用软件则是为了满足用户需求而设计的,如办公软件、娱乐软件等。

3. 二进制系统计算机使用二进制系统进行数据的存储与处理。

理解二进制系统的运作原理有助于我们更好地理解计算机的工作方式。

二、计算机网络基础知识随着互联网的普及,计算机网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

了解计算机网络的基础知识对于我们有效地使用互联网以及解决网络问题非常重要。

1. 网络拓扑网络拓扑是指计算机网络中各个设备之间的物理连接方式。

常见的拓扑结构有总线型、星型、环型和网状型等。

2. 网络协议网络协议是计算机网络中设备之间通信所遵循的规则和标准。

最常见的网络协议是TCP/IP协议,它是互联网上数据传输的基础。

3. IP地址与域名IP地址是计算机在网络中的唯一标识符,域名则是将IP地址与网站名称相对应的可读标识符。

了解IP地址和域名的概念有助于我们更好地理解网络通信的机制。

三、程序设计与编程基础知识学习计算机还需要了解一些与程序设计和编程相关的知识,这有助于我们培养计算思维和解决问题的能力。

1. 编程语言编程语言是用于编写计算机程序的一种人工语言。

学习一门编程语言,如C++、Java或Python,可以学习基本的程序设计思路和语法知识。

高级计算机系统结构部分知识点整理

高级计算机系统结构部分知识点整理

1.高级计算机系统结构:Advanced Computer Architecture(Parallel Computer):The computer system constituted by many process units of mutual communication for solving some large-scale applications。

翻译:由多个处理单元组成的计算机系统,相互通信和协作,能快速求解大型复杂问题2. 课程教学内容第一章绪论3.MIPS处理机的运算速度MIPS=Fz*IPC Fz处理机的主频;IPC每个时钟周期平均执行指令数4.计算机技术快速进步的原因:计算机生产技术的发展—集成电路技术IC);计算机设计的创新—计算机系统结构。

5.2004年,Intel取消了高性能单核处理器项目,和其他公司一起宣布:为了获得更高性能的处理器,应当提高一个芯片上集成的核心数目,而不是加快单核处理器的速度。

历史性转折的里程碑信号处理器性能的提高从单纯依赖指令级并行(ILP)转向数据级并行(DLP)和线程级并行(TLP)6.体系结构研究的内容:--进一步提高单个微处理器的性能(光速极限问题)--基于微处理器的多处理器体系结构--全面提高计算机系统性能:可用性、可维护性、可缩放性--新型器件的处理器:如光计算机;新原理的计算机(生物、分子、量子、DNA计算机)7.应用程序中主要有以下两种并行:数据级并行(DLP):其出现是因为可以同时操作许多数据项任务级并行(TLP):其出现是因为创建了一些能够单独处理但大量采用并行方式执行的工作任务.8. 计算机硬件以如下四种主要方式来开发这两种类型的并行性:[1]指令级并行:在编译器的帮助下,利用流水线等思想适度开发数据级并行,利用推理执行等思想以中等水平开发数据级并行;[2]向量体系结构和图形处理器(GPU):将单条指令并行应用于一个数据集,以开发数据级并行[3]线程级并行:在紧耦合硬件模型中开发数据级并行或任务级并行,允许在并行线程之间进行交互;[4]请求级并行:在程序员或操作系统指定的大量去耦合任务之间开发并行性。

计算机组成与体系结构知识点

计算机组成与体系结构知识点

计算机组成与体系结构知识点1.总线和输入输出系统:1.总线总线是构成计算机系统的互连机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。

借助于总线连接,计算机在各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换,并在争用资源的基础上进行工作。

2.总线特性总线特性包括:物理特性:描述总线的物理连接方式(电缆式、主板式、背板式);功能特性:描述总线中每一根线的功能;电气特性:定义每一根线上信号的传递方向、传递方式(单端方式或差分方式等),以及有效电平范围;时间特性:定义了总线上各信号的时序关系。

3.总线标准化为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用,就需要进行系统总线的标准化工作,总线的标准化有利于系统的可扩展性。

标准化工作一般由国际标准化组织负责进行定义或推荐,从总线特性上进行规范,标准化总线种类繁多,例:ISA总线、PCI总线、Futurebus+总线等。

4. 总线带宽总线带宽是衡量总线性能的重要指标,定义了总线本身所能达到的最高传输速率(但实际带宽会受到限制),单位:兆字节每秒(MB/s)。

5.接口接口是连接两个部件的逻辑电路,适配器就是一种典型的接口。

计算机接口的主要功能是:实现高速CPU与低速外设之间工作速度上的匹配和同步,并完成计算机与和外设之间的所有数据传送和控制。

接口的作用可归纳为:(1)实现数据缓冲,使主机与外设在工作速度上达到匹配;(2)实现数据格式的转换;(3)提供外设和接口的状态;(4)实现主机与外设之间的通讯联络控制。

6.设置接口的必要性由于I/O设备在结构和工作原理上与主机有很大的差异,主要为:(1)传送速度的匹配问题;(2)时序的配合问题;(3)信息表示格式上的一致性问题;(4)信息类型及信号电平匹配问题。

为了协调这些差异,需加入接口电路,接口在这里起一个转换器的作用。

7.接口的典型功能接口通常具有:控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断功能。

8.设备编址方法统一编址:将I/O设备与内存统一编址,占有同一个地址空间。

计算机系统结构 复习要点

计算机系统结构 复习要点

计算机系统结构:第一章基本概念填空题、选择题复习:1、从使用语言角度,系统按功能划分层次结构由低到高分别为:微程序机器M0、传统机器M1、操作系统机器M2、汇编语言机器M3、高级语言机器M4、应用语言机器M5.2、计算机系统的设计思路:“从中间开始”设计的“中间”是指层次结构中的软硬件交界面,目前多数在传统机器语言机器级与操作系统机器级之间。

3、翻译与解释的区别与联系:区别:翻译是整个程序转换,解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句;联系:都是高级机器程序在低级机器上执行的必须步骤。

4、模拟与仿真的区别:模拟:用机器语言解释实现软件移植的方法,解释的语言存在主存中;仿真用微程序解释,存储在控制存储器中。

5、解决好软件的可移植性方法有统一高级语言、采用系列机、模拟与仿真。

6、系列机必须保证向后兼容,力争向上兼容。

7、非用户片也称通用片,其功能是由器件厂生产时定死的,器件的用户只能用,不能改;现场片,用户根据需要改变器件内部功能;用户片是专门按用户的要求生产高集成度VLSI器件,完全按用户的要求设计的用户片称为全用户片。

一般同一系列内各档机器可分别用通用片、现场片或用户片实现。

8、计算机应用可归纳为向上升级的4类:数据处理、信息处理、知识处理、智能处理。

9、并行性开发的途径有:时间重叠、资源重复和资源共享。

10、并行性是指:同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作,并行性包含同时性和并发性二重含义。

11、科学计算中的重大挑战性课题往往要求计算机系统能有1TFLOPS的计算能力、1TBYTE 的主存容量、1TBYTE/S的I/O带宽。

12、并行处理计算机的结构:流水线计算机——时间重叠,阵列处理机——资源重复,多处理机——资源共享。

13、多机系统分多处理机系统和多计算机系统,多处理机系统:多台处理机组成的单一系统,多计算机系统:多台独立的计算机组成的系统。

14、多机系统的耦合度可以分为最低耦合、松散耦合和紧密耦合。

计算机对口高职知识点总结

计算机对口高职知识点总结

计算机对口高职知识点总结一、计算机体系结构与组成1. 计算机的基本结构计算机由中央处理器(CPU)、存储器(内存)、输入设备和输出设备组成。

中央处理器负责执行程序,存储器用于存储程序和数据,输入设备用于将数据输入到计算机,输出设备用于将计算结果显示或输出。

2. 冯·诺伊曼结构冯·诺伊曼结构是一种计算机体系结构,它将程序指令和数据存储在同一存储器中,并且通过地址寻址的方式来访问存储器中的数据和指令。

3. 存储器层次结构存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和磁盘等不同层次的存储器。

不同层次的存储器具有不同的访问速度和容量。

4. 输入输出系统输入输出系统主要包括输入输出设备、设备控制器和设备驱动程序。

设备控制器负责控制输入输出设备的操作,设备驱动程序负责与设备控制器进行通信。

二、计算机网络与通信技术1. 计算机网络基本概念计算机网络是将多台计算机通过通信链路连接起来,实现数据和资源共享的系统。

计算机网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网等不同类型。

2. 计算机网络体系结构计算机网络体系结构分为七层,分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

不同层次的协议负责不同的功能。

3. 网络协议网络协议是计算机网络中用于通信和数据传输的规定。

常见的网络协议包括TCP/IP协议、UDP协议、HTTP协议、FTP协议等。

4. 网络安全网络安全是指保护计算机网络系统不受攻击、损坏和未授权访问的能力。

网络安全包括防火墙、入侵检测系统、加密技术和访问控制等手段。

三、操作系统1. 操作系统基本概念操作系统是计算机系统的核心软件,负责管理计算机的硬件资源、提供用户界面、执行程序和文件管理等功能。

2. 操作系统的功能操作系统主要有五大功能,分别是处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理和用户接口。

3. 操作系统类型常见的操作系统类型包括Windows、Linux、Unix和macOS等。

知识点整理----计算机组成原理

知识点整理----计算机组成原理

一、系统概述(一)计算机发展历程(二)计算机系统层次结构1.计算机硬件的基本组成2.计算机软件的分类3.计算机的工作过程(三)性能指标1.吞吐量对网络、设备、端口、虚电路或其他设施,单位时间内成功地传送数据的数量(以比特、字节、分组等测量)。

2.响应时间3.CPU时钟周期(Clock Cycle):又称节拍没冲或T周期,是处理操作的最基本单位,是计算机中最基本的、最小的时间单位。

主频的倒数4.主频: 即CPU内核工作的时钟频率(CPU ClockSpeed)。

CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。

5.CPI (Clock cycle Per Instruction)表示每条计算机指令执行所需的时钟周期。

6.CPU执行时间7.MIPS(Million Instruction per second)每秒执行百万条指令某机器每秒执行300万条指令,则记作3 MIPS8.MFLOPS (Million Floationg-point Operations perSecond,每秒百万个浮点操作)衡量计算机系统的主要技术指标之一。

对于一给定的程序,MFLOPS的定义为:MFLOPS=操作浮点数/(执行时间*10E6)(10E6位10的6次方)。

1.指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成,是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。

2.机器周期:(又称cpu周期)在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。

例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。

完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定因而又称总线周期3.在电子技术中,脉冲信号是一个按一定电压幅度,一定时间间隔连续发出的脉冲信号。

脉冲信号之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。

计算机高级理论知识点总结

计算机高级理论知识点总结

计算机高级理论知识点总结计算机科学是一个广泛的领域,涉及多个层面的理论和实践。

在计算机高级理论知识中,有许多重要的概念和原理,这些知识点是计算机科学家和工程师必须要掌握的。

本文将对计算机高级理论知识进行较为全面的总结,包括计算机体系结构、计算机体系结构、算法与数据结构、计算机网络、人工智能、并行计算、分布式系统等多个方面的知识点。

一、计算机体系结构计算机体系结构是计算机科学中非常重要的一个领域,它包括计算机硬件、操作系统、编程语言等多个方面。

计算机体系结构的研究内容主要包括指令集、存储器层次结构、总线技术、I/O系统、处理器结构等方面。

1.1 指令集指令集是计算机硬件与软件之间的接口,它定义了一组能够被硬件执行的指令。

常见的指令集包括CISC指令集、RISC指令集等。

CISC指令集通常包含了复杂的指令集合和地址模式,而RISC指令集则更加简单和规范。

1.2 存储器层次结构存储器层次结构是计算机系统中非常重要的一部分,它包括许多不同速度和容量的存储器。

常见的存储器包括寄存器、高速缓存、主存等,它们之间的访问速度和容量存在很大的差异。

1.3 总线技术总线技术是计算机硬件中的关键部分,它扮演着数据传输的桥梁角色。

总线技术包括地址总线、数据总线、控制总线等,它们负责将不同部件的数据和控制信号进行传递。

1.4 I/O系统I/O系统是计算机硬件与外部设备之间的接口。

它包括了各种外部设备的接口标准和协议,以及数据传输、中断处理等功能。

1.5 处理器结构处理器结构是计算机硬件中最重要的部分,它负责执行计算机指令。

处理器结构包括流水线、多核处理器、超标量处理器等,它们对于计算机系统的性能有着非常重要的影响。

二、操作系统操作系统是计算机体系结构中非常重要的一个组成部分,它负责管理计算机系统的硬件资源,并提供各种功能和服务。

常见的操作系统包括Windows、Linux、Unix等。

2.1 进程管理进程管理是操作系统中非常重要的一部分,它负责管理系统中的进程。

计算机系统结构知识点

计算机系统结构知识点

2 r w 个字;有 2 s r 个不同的块可对应于同一个 Cache 行 14 颠簸现象:如果一个程序恰巧从两个不同的块中重复访问字,而这两个块又对应 Cache 的同
一行,那么这两个块会不停的被交换,出现颠簸现象,命中率会很低。15 全关联映射:主存的块和 Cache 的行任意对应,主存的任意一个块可以对应到 Cache 的任意一行。 (字号域和很长的 Tag 域) 地址长度 s+w 位;可寻址单元数=2s+w 个字;主存块大小=Cache 行大小=2w 个字;主存的块数=2s 个;Tag 域长度=s 位;Cache 的行数和容量无法确定。提高存储系统的访问效率途径(提高快速存储器的命中率;两级存储 器的速度不要差别太大)未中率 4C 模型(强制未中型:初始时 Cache 为空,不管 Cache 的容量多大,最开始的 Cache 访问一定不会命中,需要从主存装入块;容量未中型:由于 Cache 的容量不够大,不能装入一个程 序执行所需要的全部块,所访问的块被淘汰回了主存,从而未实现命中;冲突未中型:在直接映射和组关联映射方式中,不同的主存块可以对应同一 Cache 行,新装入的主存块会将对应的 Cache 行淘汰,此时访问被淘 汰的数据,就会出现不命中;数据一致未中型:多机系统中,当一个 CPU 更新自己的 Cache 数据项时,其他 Cache 中对应的数据项变为无效。此时,对这个无效数据访问就会导致未中)
快速;大 Cache:高功耗,高命中率,更大的 CPU 占有,慢;没有最优值:L1 Cache 1KB,L2 Cache 8 MB,L3 Cache 36MB;容量与命中率: H 1 1 / S ;行大小:太小:访问的局部性弱,高替换率,低命 中率;太大:命中率逐渐降低)映射机制组关联映射:主存和 Cache 分成等大小的块,把主存块与 Cache 行分成相同大小的组,主存中每组的块数和 Cache 中每组的行数一样。主存的组和 Cache 的组之间直接映射,组 内的块与行之间全关联映射。K 路组关联:每组 k 行,m 行=v 组*k:地址长度=(s+w)位,主存的容量=2s+w 字,块大小=行大小=2w 字,主存的块数=2s 块,Cache 的组数=2d 组,组内的行数=k 行,Cache 的总行数,m=k*2d 行,Cache 的容量=k*2d+w 行,例题:在一个四路组关联的 Cache 系统中,主存的大小为 4KB 个块,Cache 的大小为 128 行,块大小是 16 个字。请画出 Cache 的地址结构 Cache 的组数 v=128/4=32,组号为 5;块大小 16 个字,字号位 w=4。主存容量=4k*16,地址长度为 16。替换算法(FIFO:先进先出;RAND:随机数发生器确定被替换的行;LFU:最不经常使用;LRU:最近最少使用;OPT:最优替换算法)写策略(写命中策略:写直达:同 时写 Cache 和主存。一致性较好,写的代价比较大;写回:只更新 Cache,需要替换它时再写回主存。设置脏位=1,替换前检查,为 1 写回,为 0 直接替换。写的代价小,一致性差;未中的写策略写分配法:把地址所 对应的主存块装入 Cache,然后更新。写不分配法:直接更新主存里的数据,更新后数据不装入 Cache。Cache 基本优化方法(增加行大小、容量和关联度,减少未中率;多级 Cache 减少未中损失;写缓存) 第 3 章硬盘

计算机体系结构知识点汇总

计算机体系结构知识点汇总

计算机体系结构知识点汇总(总20页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第一章计算机体系结构的基本概念1.计算机系统结构的经典定义程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。

(计算机组成:指计算机系统结构的逻辑实现。

计算机实现:计算机组成的物理实现)2.计算机系统的多级层次结构:1.虚拟机:应用语言机器->高级语言机器->汇编语言机器->操作系统机器2.物理机:传统机器语言机器->微程序机器3.透明性:在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

4.编译:先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序5.解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都转去执行低一级机器上的一段等效程序。

6.常见的计算机系统结构分类法有两种:Flynn分类法、冯氏分类法(按系统并行度)进行分类。

Flynn分类法把计算机系统的结构分为4类:单指令流单数据流(SISD)单指令流多数据流(SIMD)多指令流单数据流(MISD)多指令流多数据流(MIMD)IS指令流,DS数据流,CS(控制流),CU(控制部件),PU(处理部件),MM,SM(表示存储器)7.计算机设计的定量原理:1.大概率事件优先原理(分配更多资源,达到更高性能)2.Amdahl定理:加速比:(Fe为可改进比例(可改进部分的执行时间/总的执行时间),Se为部件加速比(改进前/改进后)3.程序的局部性原理:时间局部性:程序即将使用的信息很可能是目前使用的信息。

空间局部性:即将用到的信息可能与目前用到的信息在空间上相邻或相近。

4.CPU性能公式:1.时钟周期时间2.CPI:CPI = 执行程序所需的时钟周期数/IC3.IC(程序所执行的指令条数)8.并行性:计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。

计算机系统结构复习提纲

计算机系统结构复习提纲

第二章
一概念与简答 Huffman编码与扩展操作码 RISC和CISC的原则,特点,比较。
第二章
1. 从当前的计算机技术观点来看,CISC结构有什么缺点? (1)CISC结构的指令系统中,各种指令的使用频率相差悬殊。 (2)CISC结构指令系统的复杂性带来了计算机系统结构的复杂性, 这不仅增加了研制时间和成本,而且还容易造成设计错误。 (3)CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担,不利 于单片集成。 (4)CISC结构的指令系统中,许多复杂指令需要很复杂的操作,因 而运行速度慢。 (5)在CISC结构的指令系统中,由于各条指令的功能不均衡性,不 利于采用先进的计算机系统结构技术来提高系统的性能。
第一章
1. 什么是软件兼容?软件兼容有几种?其中哪一种是软件兼容的根本 特征? 同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器上,而且 它们所获得的结果一样,差别只在于运行时间的不同。 软件兼容分为向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容。其中向后 兼容是软件兼容的根本特征。 2. 什么是系列机?它的出现较好地解决了什么矛盾? 系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构,但具有不同组 成和实现的一系列不同型号的机器。它的出现较好地解决了软件要求 环境稳定和硬件、器件技术迅速发展之间的矛盾。
第二章
经统计,某机13条指令的使用频度分别为:0.11, 0.02, 0.15, 0.12, 0.03, 0.02, 0.04, 0.02, 0.04, 0.13, 0.15, 0.14, 0.03。分别求出用等长码和Huffmam码的平均码长(要求 作图,并写出操作码)。
第三章
一、概念与简答 总线控制方式3种 中断分类、优先级、响应和屏蔽 通道处理机工作原理(画图) 通道类型及流量计算 通道流量分析原则

高级计算机系统结构期末考试复习总结

高级计算机系统结构期末考试复习总结

第一章量化设计与分析根底1.计算机性能提升表现在哪些方面:半导体技术不断提高,如特征尺寸和时钟频率;计算机体系结构不断改良,如高级语言编译器、标准化的操作系统和指令更为简单的RISC 体系结构。

2.并行分类:1〕应用程序的并行分类:数据级并行(DLP):同时操作多数据任务级并行(TLP):创立了一些能够独立处理但大量采用并行方式执行的工作任务2〕硬件的体系结构:指令级并行(ILP):在编译器帮助下。

利用流水线的思想开发数据级并行,利用推理执行的思想以中等水平开发数据集并行。

向量体系结构和图像处理单元(GPUs):将单条指令并行应用于一个数据集,来到达数据集并行线程级并行:在紧耦合硬件模型中开发数据集并行或任务及并行,这种模型允许在线程之间进行交互。

请求级并行:在程序员或操作系统制定的大量去耦合任务之间开发并行3.Flynn’s分类是如何分类的?Flynn’s分类主要分为四类:1)单指令流、单数据流(SISD):一条指令处理一个数据,可以利用指令级并行(ILP)2)单指令流、多数据流(SIMD):将大量重复设置的处理单元按一定方式互连成阵列,在单一控制部件CU(Contrul Unit)控制下对各自所分配的不同数据并行执行同一指令规定的操作,主要应用于向量体系结构、多媒体扩展指令和图像处理单元(Graphics processor units) 3)多指令流、单数据流(MISD):用多个指令作用于单个数据流,没有商业实现4)多指令流多数据流(MIMD):每个处理器都提取自己的指令,对自己的数据进行操作,主要用于开发线程级并行TLP〔紧耦合MIMD〕和请求级并行RLP〔松耦合MIMD〕4.什么是“真正〞的计算机体系结构?1)满足目标和功能需求的组成和硬件;2)限制条件下最大化性能:本钱、功耗、可用性;3)包括指令集体系结构(ISA),微体系结构,硬件5.计算题:可靠性的计算平均无故障时间:Mean time to failure (MTTF),MTTF是故障率的倒数。

计算机组成原理第一,二章重难点整理

计算机组成原理第一,二章重难点整理

重点难点内容整理第一章计算机系统概论重难点:计算机系统的基本组成和层次结构知识点1:计算机系统的组成计算机系统由计算机硬件和软件两部分组成。

1.硬件是计算机系统的物质基础,没有硬件就不成其为计算机。

计算机硬件包括中央处理机、存储器和外部设备。

中央处理机是计算机的核心部部件,由运算器和控制器两部分组成,主要功能是解释指令、控制指令执行、控制和管理机器运行状态,以及实时处理中央处理机内部和外部出现和各种应急事件。

存储器分为主存储器和辅助存储器。

主存储器的主要功能是存储信息和与中央处理机直接交换信息;辅助存储器包括磁盘机、磁带机和光盘机等,通常只与主存储器交换信息。

外部设备包括输入和输出设备、转换设备、终端设备等,如键盘、打印机、绘图仪和鼠标器等。

2. 软件通常分为两大类:系统软件和应用软件。

系统软件最靠近硬件层,是计算机的基础软件,如操作系统、高级语言处理程序等。

系统软件是计算机厂家预先设计好的。

操作系统主要用于组织管理计算机系统的所有便件和软件资源,使之协调一致、高效地运行;高级语言处理程序包括编译程序和解释程序等。

编译程序能将高级语言编写的源程序翻译成计算机执行的目标程序,解释程序是边解释边执行源程序。

应用软件处于计算机系统的最外层,是按照某种特定的应用而编写的软件。

知识点2:计算机系统的层次结构应用软件、系统软件和硬件构成了计算机系统的三个层次1.硬件系统位于最内层,它是整个计算机系统的基础和核心。

2.系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本的操作界面。

3.应用软件位于最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面通常将硬件系统之外的其余层次成为虚拟机。

三个层次之间关系紧密,外层是内层功能的扩展,内层是外层的基础。

但是,层次划分不是绝对的。

第二章运算方法和运算器重难点:1.定点和浮点数的表示及范围。

2.定点补码的加减运算及实现。

3.一位原码/补码的乘法和一位原码/补码的除法及实现。

4.浮点算术运算。

高级计算机系统结构部分知识点整理

高级计算机系统结构部分知识点整理

高级计算机系统结构部分知识点整理高级计算机系统结构是指计算机系统中更高级别的部分,可以包括处理器架构、内存系统、输入输出系统等。

以下是高级计算机系统结构部分的知识点整理:一、处理器架构1. 处理器分类:微处理器、多核处理器、超级处理器等。

2. 处理器主频与性能关系:频率提高时,单指令性能会有所提高,但不会线性增加。

3. 处理器指令集:CISC和RISC指令集。

RISC指令集一般具有固定长度和简单的指令格式,可以提高指令执行速度。

4. 处理器缓存:一级缓存(L1)、二级缓存(L2)、三级缓存(L3)等。

缓存可以提高处理器的效率。

5. 处理器流水线:将指令分为不同的阶段,分别执行,提高处理器的工作效率。

二、内存系统1. 存储器分类:主存(RAM)、辅存(硬盘、闪存、光盘等)。

2. 存储器层次结构:寄存器、缓存、主存、辅存。

3. 存储器访问方式:随机存储、顺序存储、直接存储等。

4. 存储器读写速度:主存比较快,辅存比较慢。

5. 存储器的容量和价格:容量和价格成反比,随着技术不断升级,存储器的容量在不断增加,价格在不断降低。

三、输入输出系统1. 输入输出设备的分类:字符型设备(鼠标、键盘)、块型设备(硬盘、光盘)、串行设备(打印机)。

2. 输入输出接口:串行接口(RS-232)、并行接口(USB、IDE)。

3. 设备驱动程序:用于设备与操作系统之间进行通信。

4. DMA控制器:可以控制数据在设备和内存之间的传输,提高I/O性能。

四、操作系统1. 操作系统的功能:管理计算机的硬件和软件资源,提供系统调用接口,管理进程、内存、文件系统、网络等。

2. 操作系统的类型:单用户单任务系统、单用户多任务系统、多用户多任务系统。

3. 进程管理:包括进程调度、进程通信、进程同步等。

4. 存储器管理:包括虚拟内存、页面置换等。

5. 文件系统管理:包括文件的创建、读取、写入和删除等。

以上是高级计算机系统结构部分的知识点整理,了解这些知识点可以更好地理解计算机的工作原理,从而提高对计算机系统的使用和维护能力。

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1.高级计算机系统结构:Advanced Computer Architecture(Parallel Computer):The computer system constituted by many process units of mutual communication for solving some large-scale applications。

翻译:由多个处理单元组成的计算机系统,相互通信和协作,能快速求解大型复杂问题2. 课程教学内容第一章绪论3.MIPS处理机的运算速度MIPS=Fz*IPC Fz处理机的主频;IPC每个时钟周期平均执行指令数4.计算机技术快速进步的原因:计算机生产技术的发展—集成电路技术IC);计算机设计的创新—计算机系统结构。

5.2004年,Intel取消了高性能单核处理器项目,和其他公司一起宣布:为了获得更高性能的处理器,应当提高一个芯片上集成的核心数目,而不是加快单核处理器的速度。

历史性转折的里程碑信号处理器性能的提高从单纯依赖指令级并行(ILP)转向数据级并行(DLP)和线程级并行(TLP)6.体系结构研究的内容:--进一步提高单个微处理器的性能(光速极限问题)--基于微处理器的多处理器体系结构--全面提高计算机系统性能:可用性、可维护性、可缩放性--新型器件的处理器:如光计算机;新原理的计算机(生物、分子、量子、DNA计算机)7.应用程序中主要有以下两种并行:数据级并行(DLP):其出现是因为可以同时操作许多数据项任务级并行(TLP):其出现是因为创建了一些能够单独处理但大量采用并行方式执行的工作任务.8. 计算机硬件以如下四种主要方式来开发这两种类型的并行性:[1]指令级并行:在编译器的帮助下,利用流水线等思想适度开发数据级并行,利用推理执行等思想以中等水平开发数据级并行;[2]向量体系结构和图形处理器(GPU):将单条指令并行应用于一个数据集,以开发数据级并行[3]线程级并行:在紧耦合硬件模型中开发数据级并行或任务级并行,允许在并行线程之间进行交互;[4]请求级并行:在程序员或操作系统指定的大量去耦合任务之间开发并行性。

9.计算机系统性能指标:时钟周期:CPU是由一个恒定周期(τ,以ns表示)的时钟驱动。

时钟频率:周期的倒数是时钟频率f=1/τ,以MHz表示CPI(Cycles Per Instruction):每条指令时钟周期数CPI=程序的CPU时钟周期数/指令数IC时钟周期=IC ×CPI10.程序访问的局部性原理:经验规律—90%~10%规律:一个程序90%的执行时间花费在仅10%的代码中。

程序局部性意味着可以根据一个程序最近访问的指令数据,比较准确的预测它近期会使用哪些内容,局域性原理也适用于数据访问,不过不像代码访问那样明显。

11.Amdahl定律-----应用:使用该定律可改善“系统瓶颈”性能。

基本思想:系统优化某部件所获得的系统性能的改善程度,取决于该部件被使用的频率,或所占总执行时间的比例。

作用:[1]利用Amhahl定律,可以计算出通过改进计算机某一部分而获得的性能增益[2]使用某一种快速执行模式获得的性能改进受限于可使用此种快速执行方式的时间比例.加速比:对某一计算机进行某种性能升级,在采用这一升级时计算机性能的提高。

定义为:加速比=整个任务采用该升级时的性能/整个任务未采用该升级时的性能=整个任务在采用未升级时的执行时间/整个任务采用该升级时的执行时间与原计算机相比,通过升级的计算机上运行一个任务可以加快多少加速比取决于以下两个因素:1)原计算机计算时间中可升级部分所占的比例fe <=1,称为升级比例2)通过升级得到的改进。

该值等于原执行时间除以改进后的执行时间re>1,称为升级加速比.12.举例:某功能处理时间为系统原来时间的40%,将其处理速度加快10倍后,整个系统性能提高多少?已知: fe=0.4,re=10,利用Amdahl定律,则Sp=1.56Amdahl定律阐述了一个回报递减规律:如果仅改进一部分计算的性能,在增加改进时,所获得的加速比增量会逐渐减小.推论:若某一升级仅对一项任务的一部分使用,则该任务的总加速比不会超过一个数值. 13.软硬件取舍原则14. 并行性包括同时性(时刻)和并发性(时段)两个方面。

第二章三种加速比性能定律/模型1.Amdahl定律—固定问题规模Amhahl定律的几何意义:不论PE个数有多少,可并行计算量是不变的随着PE的增大,TP可能会越来越小,但T1不会改变修改后的加速比-考虑额外开销串行分量和额外开销的比例越大,并行加速比越小2.Gustafson定律—可扩展加速比模型(固定时间模型)处理器的增多,是为了增加计算量,将同等大小问题在各PE上求解增加PE的同时,问题规模也增大,所以Tp不变3、Sun&Ni定律—存储器受限的加速比模型G(p)=1,与Amdahl定律等效G(p)=p,与Gustafson定律等效4.影像加速比的因素:处理器数和问题规模。

增加处理器数和求解问题规模可以提高加速比。

5.系统可扩展性相关内容ppt查看第三章1、并行处理的三个关键领域(H.T.Kung,1991)并行计算的计算模型并行系统结构中的处理机间的通信将并行系统加入通用计算环境的系统集成2.并行性表现为:时间重叠、资源重叠、时间+资源重叠和资源共享3.主要研究三种相关性数据相关:数据相关之一:流相关(1)流相关:如果从S1到S2存在执行通路,而且如果S1至少有一个输出可供S2用作输入,则S2与S1流相关。

表示为S1→S2.数据相关之二:反相关(2)反相关:如果在程序次序中S2紧接S1,而且如果S2的输出与S1的输入重叠,则S2与S1反相关。

表示为S1→S2。

数据相关之三:输出相关(3)输出相关:如果两条语句能产生同一输出变量,则它们是输出相关。

表示为S1→S2。

数据相关之四:I/O相关(4)I/O相关:读与写都是I/O语句。

数据相关之五:不确定相关(5)未知相关:下列情况,两条语句之间的相关关系不能确定※变量下标就是它本身(间接寻址);※下标不包括循环指标变量;※带有不同循环变量系数的下标的变量不止一次地出现;※下标在循环指标变量中是非线性的。

控制相关控制相关常使正在开发的并行性中止,因此要使用编译技术来克服控制相关。

资源相关与系统进行的工作无关与并行事件利用整数部件、浮点部件、寄存器、存储器等共享资源时发生的冲突有关。

如ALU相关、存储器相关等等。

4.顺序代码转换成可并行实行的代码有两种方式:显示并行--程序员并行编程;隐式并行编译器自动检测5.Bernstein条件设有两个进程P1和P2,它们的输入集合分别为I1和I2,输出集合分别为O1和O2。

如果这两个进程不相关(流不相关、反不相关、输出不相关…),那么它们就能并行运行,表示为P1∥P2。

6.并行性程度(级别)与粒度规模的关系从程序员和编译器设计者角度来“观察”(1)指令级——细粒度(2)循环级(<500条指令)——细粒度(3)过程级(<2K条指令)——中粒度(4)子程序级(<nK条指令)——中、粗粒度(5)作业或程序级(>nK条指令)——粗粒度7. 将粒度组合与复制结点结合起来,确定最佳粒度,形成并行调度方案步骤:1.构造细粒度程序图图2-92.调度细粒度计算图2-103.进行粒度组合,得到粗粒度图2-11(a)4.在组合图基础上产生并行调度方案2-11(b)第四章1.相邻层之间的数据传送单位CPU↔高速缓存:字高速缓存↔主存储器:块(每块32个字节(8个字))主存↔磁盘:页面(比如每页4K字节,包含128块)磁盘↔磁带:段2.局部性(locality)时间局部性(temporal locality):最近的访问项(指令或数据)很可能在不久的将来再次被访问。

即对最近使用区域的集中访问。

空间局部性(spatial locality):一个进程访问的各项的地址彼此很近,例如,表操作或数组操作含对地址空间中某一区域的集中访问。

顺序局部性(sequential locality):在典型程序中,除非转移指令产生不按次序的转移外,指令都是顺序执行的。

3. 页面替换算法/策略原因:可用页面框架比页面少得多,页面框架最终被完全占用。

再容纳一个新页面,必将有一个页面框架让出来。

让“谁”,则是替换算法要完成的工作。

目标:使可能发生的缺页的数量降到最小(减少有效存取时间)效率:取决于程序行为,所用存储器通信模式(与程序局部性相匹配)常用替换算法:近期最少使用(LRU )最优算法(OPT)先进先出(FIFO)随机替换(RAND)第五章1.多个Cache不一致的原因:【1】共享可写数据的不一致性sharing of writable data)【2】进程迁移的不一致性【3】I/O操作(绕过Cache的I/O操作)2.两种设计Cache一致性协议策略【1】写无效(write invalidate)任一处理器写它的私有Cache时,它都使所有其它的Cache 中的副本失效。

对Write-through,它也更新memory中的副本(最终是一个Cache中的副本和memory中的副本是有效的)。

对Write-back,它使memory中的副本也失效(最终只有一个Cache中的副本是有效的)。

【2】写更新(write update)任一处理器写它的私有Cache时,它都立即更新所有其它的Cache中的副本。

对Write-through,它也更新主存储器中的副本对Write-back,对存储器中副本的更新延迟到这个Cache被置换的时刻。

3. 监听总线协议(Snoopy protocol):通过总线监听机制实现Cache和共享存储器之间的一致性。

适用性分析:适用于具有广播能力的总线结构多机系统,允许每台处理机监听其它处理机的存储器访问情况。

只适用于小规模的多处理机系统。

4.三种Cache一致性策略采用Write-Through策略的Cache采用Write-Bach策略的Cache采用Write-Once策略的Cache第七章1. 指令级并行性概念:指令间潜在的重叠执行方式称为指令级并行性。

利用指令级并行性主要可分为两个方法:■依赖于硬件,动态的发现和开发指令级并行性■依赖于软件技术,在编译阶段静态的发现并行性2.流水线机器的CPI等于基本CPI与各种停顿所使用的周期数的和,即:流水线CPI =理想流水线CPI +结构停顿+数据冒险停顿+控制停顿其中,理想流水线CPI指在执行过程中可能达到的最大值。

通过减少右边等式各项的值,可以使流水线CPI达到最小。

3.三种不同类型相关:【1】.数据相关(Data dependences)(also called true data dependences,亦称真数据相关) 数据相关:如果下面的条件之一成立,则指令j数据相关于指令i:■指令j可能会引用指令i的结果■指令j数据相关于指令k,而指令k数据相关于指令i条件二表明:如果两条指令间存在由第一种类型的相关组成的相关链,则这两条指令也是相关的数据相关会限制指令级并行度的开发克服方法有以下两种:■在保持相关的情况下避免冒险■代码转换消除相关。

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